幾種楊樹對土壤鍶及柴油脅迫的生理生化響應(yīng).pdf

1、本試驗以青楊、白楊、俄羅斯楊為研究材料，通過測定鍶（Sr）與柴油脅迫下幼苗的生長指標、生理生化指標和富集特征等，研究其脅迫機理，以期為木本植物修復(fù)Sr與有機物污染土壤提供一定理論依據(jù)。試驗中對各楊樹幼苗分別進行以下處理：(1)單一Sr處理，處理濃度為0、10 mg·kg-1和100 mg·kg-1 Sr2+；(2)Sr與柴油復(fù)合處理：處理濃度為15 mg·kg-1柴油、15 mg·kg-1柴油+10 mg·kg-1 Sr2+和15 mg

2、·kg-1柴油+100 mg·kg-1 Sr2+。各處理分別在處理30和60天時取樣，結(jié)果表明：
　?。?）在單一Sr脅迫下，隨著Sr濃度的升高，三種楊樹幼苗的株高、株莖和葉面積都呈現(xiàn)低濃度促進、高濃度抑制的現(xiàn)象。葉綠素含量、最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、用于電子傳遞的量子產(chǎn)額(ΦEo)和捕獲的激子將電子傳遞到電子傳遞鏈中QA-下游的電子受體的概率(Ψo)的變化趨勢基本也呈先上升后下降，說明10
　　mg·kg-1 Sr2+

3、處理促進了幼苗的葉綠素含量和PSII反應(yīng)中心活性，而在100 mg·kg-1 Sr2+處理下表現(xiàn)出一定的抑制。隨著Sr濃度的升高，青楊、白楊與俄羅斯楊的蒸騰速率(E)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和光合速率(A)都先升高后降低，而胞間CO2濃度(Ci)則呈升高的趨勢，這說明Sr對三種楊樹光合速率的抑制主要是非氣孔因素。丙二醛(MDA)含量雖然變化并不顯著，但是POD、SOD和APX活性基本也表現(xiàn)為先升后降，說明Sr濃度的升高導(dǎo)致了氧化脅迫程度的增加

4、；而脯氨酸含量逐漸上升，說明楊樹通過積累脯氨酸來應(yīng)對逆境脅迫，緩解Sr對它的傷害。與白楊和俄羅斯楊相比， Sr對青楊幼苗蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和光合作用的影響較小，青楊的PSII反應(yīng)中心、電子傳遞鏈、葉綠素含量和抗氧化酶系統(tǒng)對Sr的耐受性也更強。
　?。?）在Sr與柴油復(fù)合脅迫下，與單一Sr處理相比，施加柴油的三種楊樹幼苗生長指標都顯著降低，其中白楊下降的幅度小于青楊與俄羅斯楊，說明與青楊和俄羅斯楊相比，柴油對白楊幼苗生長的抑制作用較

5、弱。施加柴油的三種楊樹葉綠素含量、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和光合速率都低于未施加柴油的幼苗，說明柴油對三種楊樹的光合作用產(chǎn)生了抑制，其中白楊幼苗受到的影響較小。在處理前期，柴油對三種楊樹光合速率的抑制主要是氣孔因素，而在處理后期，影響幼苗光合速率的原因主要是非氣孔因素，說明隨著處理時間的增加，柴油脅迫可能對幼苗的光合結(jié)構(gòu)造成了損傷。施加柴油的青楊幼苗丙二醛含量顯著高于相同Sr濃度下未施加柴油的幼苗，而白楊與俄羅斯楊幼苗變化并不顯著，說明柴油導(dǎo)

6、致青楊膜脂過氧化程度增加。施加柴油的幼苗土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性都顯著高于對照組，可能是由于微生物能夠利用柴油作為碳源、氮源和能源，刺激自身的生長，進而激活酶活性，緩解土壤Sr污染。可以看出，與青楊和俄羅斯楊相比，白楊對柴油的耐受性更強。
　?。?）本試驗各處理組中，青楊雄性幼苗的長勢都高于雌性幼苗。Sr脅迫抑制青楊雌性幼苗葉綠素合成和SOD活性，而對青楊雄性幼苗葉綠素含量和抗氧化酶活性表現(xiàn)為低促高抑；青楊雌雄幼苗MDA含量隨

7、著Sr濃度的增加逐漸升高，而雌性幼苗的變化幅度大于雄性，在30 d時，Sr脅迫已經(jīng)對青楊幼苗細胞膜系統(tǒng)造成了影響，其中雌性幼苗對Sr脅迫更加敏感。這說明在單一Sr脅迫下，青楊雄性幼苗對Sr脅迫的耐受性更強。施加柴油的青楊雌性幼苗單位反應(yīng)中心吸收的光能(ABS/RC)和捕獲的光能(TRo/RC)都高于未施加柴油的幼苗，PSII反應(yīng)中心對柴油脅迫更敏感。因此，在相同Sr濃度下，青楊雄性幼苗對柴油的耐受性更強。
　?。?）各組幼苗對Sr

8、的富集濃度隨著處理濃度的增加而增加，根和葉是主要的富集器官，三種楊樹富集濃度的順序均表現(xiàn)為葉>根>莖。在高濃度Sr處理下，白楊、俄羅斯楊與青楊的根富集濃度分別為0.836 mg·g-1·DW-1、0.568 mg·g-1·DW-1和0.359 mg·g-1·DW-1，葉富集濃度分別為0.942 mg·g-1·DW-1、0.787 mg·g-1·DW-1和0.543 mg·g-1·DW-1，富集濃度表現(xiàn)為白楊>俄羅斯楊>青楊。青楊對Sr的

9、積累濃度雖然最低，但是在高濃度Sr下具有最強的Sr轉(zhuǎn)運能力（L/R=1.515, S/R=0.840），并且對Sr脅迫的耐受性最強，因此也可以作為選育對Sr高富集能力的參考樹種。柴油對植株吸收Sr有一定的抑制作用，在Sr與柴油復(fù)合脅迫下，白楊對Sr的富集濃度最大，并且對柴油的耐受性較強，因此更合適對Sr與有機物復(fù)合污染進行修復(fù)。在單一Sr脅迫下，青楊雄性幼苗對Sr的富集濃度、L/R和S/R值都大于雌性幼苗。在Sr與柴油復(fù)合脅迫下，雖然青